JP7536879B2 - 筐体、電池、電気設備および電池の製造方法 - Google Patents

Description

本出願は、エネルギー貯蔵デバイスの技術分野に属し、特に、筐体、電池、電気設備および電池の製造方法に関する。

省エネ・排出削減は、自動車産業の持続可能な発展の鍵である。したがって、電気自動車は、省エネ、エコロジーの特徴を有するので、自動車産業の持続可能な発展の重要な部分になる。そして、電池技術は、電気自動車の開発に関わる肝心な要素である。

電池技術の開発では、電池の性能を向上させるだけでなく、安全問題も無視できないものである。

本出願は、電池の安全性を向上させる筐体、電池、電気設備および電池の製造方法を提供することを目的とする。

本出願は、以下の技術案で実現される。

第１局面は、筐体を提供する。

筐体は、電池セルを含む電池に用いられ、複数の筐体壁を備え、複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、第１室および第２室は、電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、消火剤で第１室内へ消火媒体を放出させるように構成される。

該筐体は、第１室で電池セルを収容でき、筐体壁の第２室で消火剤を収容できる。電池セルの熱暴走が発生するとき、第２室と第１室とが連通可能になり、消火剤で第１室内へ消火媒体を放出させるようになるので、消火媒体で消火または電池セルの熱暴走により生成された排出物の濃度を希釈でき、電池の安全性を保証することができる。

いくつかの実施形態において、第１室と第２室とが連通していないとき、第２室の内部圧力が第１室の内部圧力よりも大きい。

上記の方案により、第１室と第２室とが連通するとき、第２室の内部圧力が第１室の内部圧力よりも大きいので、消火媒体が素早く第１室内に進入でき、迅速に応答することができる。

いくつかの実施形態において、筐体壁には、第１室と第２室を連通させる連通口が設けられている。

上記の方案により、連通口で第１室と第２室を連通させることで、消火媒体の第１室への進入が容易になる。

いくつかの実施形態において、筐体は、連通口を封止し、電池セルの熱暴走が発生するときオンされ、第１室と第２室と連通させる電動弁をさらに含む。

上記の方案により、電動弁で連通口の開閉を制御するので、消火媒体の放出を正確に制御でき、消火媒体の放出の柔軟性を向上させる。

いくつかの実施形態において、筐体は、連通口を封止し、第２室の圧力が第３閾値に達するとき破壊され、第１室と第２室を連通させる脆弱部材を含む。

上記の方案により、脆弱部材で連通口を封止するので、電池セルの熱暴走が発生するとき、第２室内の圧力が第３閾値までに増大すると、脆弱部材が破壊されるので、消火媒体が連通口を介して素早く噴出することができ、迅速な消火を実現できる。

いくつかの実施形態において、筐体は、第１室内に位置し、一端が筐体と接続され、内部が、電池セルの熱暴走が発生するとき連通口を介して第２室と連通するガイド管をさらに含み、ガイド管の少なくとも一部は、電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される。

上記の方案により、ガイド管は、電池セルと対応する位置まで、広く延伸することができ、電池セルの熱暴走が発生するとき、ガイド管が電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるので、消火媒体を目標的に放出することができ、迅速な消火を実現することができる。

いくつかの実施形態において、ガイド管の他端部が封止される。

上記の方案により、ガイド管の他端部が封止されるので、電池セルの熱暴走が発生したあと、ガイド管内の消火媒体を、ガイド管の破壊部位まで集中して排出することができる。

いくつかの実施形態において、筐体は、第１室内に位置し、両端がそれぞれ第２室と連通し、少なくとも一部が電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるガイド管をさらに含む。

上記の方案により、ガイド管の両端がそれぞれ第２室と連通し、第２室の出口を増加させるので、ガイド管が電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されたあと、より多く消火媒体が第１室へ進入でき、迅速な消火を実現できる。

いくつかの実施形態において、電池セルは、第１の圧力逃がし機構を含み、第１の圧力逃がし機構は、電池セルの内部圧力が第１閾値に達し、または電池セルの温度が第２閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすものであり、ガイド管の少なくとも一部が第１の圧力逃がし機構に対向するように設置される。

上記の方案により、第１の圧力逃がし機構は、電池セルの内部圧力が第１閾値を超え、または電池セルの温度が第２閾値を超えるとき、作動して圧力を逃がすように構成され、ガイド管の少なくとも一部が、第１の圧力逃がし機構に対向するように設置されるので、第１の圧力逃がし機構が作動するとき、第１の圧力逃がし機構からの排出物で該部分ガイド管を破壊することができ、ガイド管を通過する消火媒体が第１室内に放出され、熱暴走の電池セルに対して目標的に消火することができる。

いくつかの実施形態において、ガイド管は、脆弱部を含み、脆弱部が第１の圧力逃がし機構に対向するように設置され、脆弱部が電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される。

上記の方案により、脆弱部が第１の圧力逃がし機構から排出物で破壊されやすいので、消火媒体の迅速な噴出を実現できる。

いくつかの実施形態において、ガイド管は、熱溶融部を含み、熱溶融部が第１の圧力逃がし機構に対向するように設置され、熱溶融部は、電池セルの熱暴走が発生するとき溶融され、または排出物で破壊される。

上記の方案により、熱溶融部が第１室の高温で溶融され、または第１の圧力逃がし機構からの排出物で溶融されるので、消火媒体により第１の圧力逃がし機構に対して目標的に消火することができる。

いくつかの実施形態において、筐体は、連通口を封止し、電池セルの熱暴走が発生するとき溶融され、第１室と第２室とを連通させる熱溶融部材をさらに含む。

上記の方案により、熱溶融部材で、消火剤を止めるように連通口を封止し、電池セルの熱暴走が発生するとき、熱溶融部材が溶融され、第２室と第１室を連通させるので、消火媒体の迅速な放出を実現でき、迅速な応答を実現できる。

いくつかの実施形態において、筐体壁には、脆弱領域が設けられ、脆弱領域は、第２室内の圧力が第３閾値に達するとき破壊され、第１室と第２室とを連通させるように構成される。

上記の方案により、筐体壁の異なる部分に脆弱領域が設けられたので、電池セルの熱暴走を迅速に対応することができる。

いくつかの実施形態において、消火媒体は、気体の消火媒体含む。

上記の方案により、気体の消火媒体は、比較的よい流動性を有するので、電池セルの熱暴走により排出された排出物の濃度を希釈でき、迅速な消火を実現できる。

いくつかの実施形態において、第１室は、排出口を備え、消火媒体と電池セルの熱暴走により生成された排出物とが第１室内に混合され、排出口を介して筐体の外側に排出される。

上記の方案により、排出口の設置により第１室内の混合物の排出に寄与でき、第１室の圧力を逃がし、電池の安全性を保証することができる。

本出願のいくつかの実施形態において、筐体は、排出口に設置される第２の圧力逃がし機構をさらに含み、第２の圧力逃がし機構は、第１室内の圧力が第４閾値に達し、または第１室内の温度が第５閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすように構成される。

上記の方案により、排出口の第２の圧力逃がし機構により、第１室内の圧力を管理するので、第１室内の圧力または温度が第２の圧力逃がし機構の作動条件を満たしていないとき、消火媒体が第１室内で電池セルの熱暴走により生成された排出物と混合され、可燃焼ガスの濃度を希釈し、消火の作用を果たすことができる。また、第２の圧力逃がし機構が作動条件を満たすとき、第２の圧力逃がし機構が作動して圧力を逃がし、筐体の安全性を確保することができる。

本出願のいくつかの実施形態において、筐体は、第２室内に設置され、電池セルの熱暴走が発生するとき、消火剤をアクティブにして消火媒体を生成するトリガー部をさらに備える。

上記の方案により、トリガー部で消火剤を反応させて消火媒体を生成するので、制御が柔軟になり、加圧して消火剤を封入する必要がない。

本出願のいくつかの実施形態において、筐体壁には、第２室と連通し、第２室内へ消火剤を注入するための注入口が設けられる。

上記の方案により、注入口で第２室内へ消火剤を注入するので、操作が便利になる。

本出願のいくつかの実施形態において、注入口は、筐体壁の第１室から離れる側に位置する。

上記の方案により、筐体壁の第１室から離れる側に注入口が設置されるので、外部からの消火剤の注入が容易になり、第１室内の部品との干渉を防ぐことができる。

本出願のいくつかの実施形態において、筐体は、注入口に設置される注入弁をさらに含む。

上記の方案により、注入弁で消火剤の一方向の注入を実現するので、消火剤の注入が容易になり、消火剤の第２室からの漏れを防ぐことができる。

第２局面は、電池セルと、上記の筐体を含み、電池セルが第１室内に収容される電池を提供する。

第３局面は、上記の電池を含む電気設備を提供する。

第４局面は、複数の筐体壁を備え、複数の筐体壁が第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの筐体壁の内部に第２室が形成され、第２室内に消火剤を収容する筐体を提供するステップと、電池セルを提供するステップと、消火剤を第２室内に収容し、電池セルの熱暴走が発生するときに第１室および第２室が連通して消火剤が第１室内へ消火媒体を放出させるように、電池セルを第１室内に収容するステップと、を含む電池の製造方法を提供する。

本出願の実施形態の技術案をより明瞭に説明するため、以下、本出願の実施形態の説明に必要な図面を簡単に説明する。説明する図面は、本出願の一部の実施例を示すものにすぎない。当業者は、発明能力を用いなくても、これらの図面に基づいて他の関連図面を得ることが可能である。
図１は、本出願の一実施形態による車両の構成模式図である。 図２は、本出願の一実施形態による電池の構成模式図である。 図３は、本出願の一実施形態による筐体の構成模式図である。 図４は、本出願の一実施形態による筐体の断面図である。 図５は、本出願の他の実施形態による筐体の断面図である。 図６は、本出願の一実施形態による排出口の模式図である。 図７は、本出願の一実施形態による第２の圧力逃がし機構の模式図である。 図８は、本出願の一実施形態による筐体壁の注入口の模式図である。 図９は、本出願の一実施形態による注入弁と筐体壁の装着模式図である。 図１０は、本出願の一実施形態による筐体壁の連通口の模式図である。 図１１は、本出願の一実施形態による電動弁と筐体壁の装着模式図である。 図１２は、本出願の一実施形態による脆弱部材の装着模式図である。 図１３は、本出願の一実施形態による脆弱部材の構成模式図である。 図１４は、図２のＡ部拡大図である。 図１５は、本出願の一実施形態によるガイド管と筐体の装着模式図である。 図１６は、図３のＢ部拡大図である。 図１７は、本出願の一実施形態によるガイド管と脆弱部材の装着模式図である。 図１８は、本出願の他の実施形態によるガイド管と筐体の装着模式図である。 図１９は、本出願の一実施形態による電池の平面図（蓋体を示していない）である。 図２０は、図１９のＣ-Ｃ方向の断面図である。 図２１は、本出願の一実施形態による脆弱部の模式図である。 図２２は、本出願の他の実施形態による脆弱部の模式図である。 図２３は、本出願の一実施形態による熱溶融部材と筐体の装着模式図である。 図２４は、本出願の一実施形態による筐体壁の脆弱領域の模式図である。 図２５は、本出願の一実施形態の電池の製造方法の流れ模式図である。

以下、図面および実施例を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施例の説明および図面は、本出願の原理を例示的に説明するためのものにすぎず、本出願の範囲を限定するものではない。本出願は、記載される実施例に限定されない。

なお、同様な符号は、図面において同様なものを示すので、１つの図面で定義された場合、その他の図面でさらに定義、解釈することが不要になる。

本出願の実施形態の説明において、方向又は位置関係は、図面に基づくものであり、或いは該出願製品の通常の配置方向又は位置関係であり、或いは当業者によって理解される方法又は位置関係であり、本出願を便宜及び簡略に説明するためのものにすぎず、該当装置又は要素が、必ずしも特定の方向を有したり、特定の方向に構成、操作されたり、することを明示又は暗示するものではないため、本開示を限定するものではないと理解すべきである。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明するためのものにすぎず、相対重要性を明示又は暗示するものではないと理解すべきである。

本出願の説明において、明確な定義や限定がない限り、「取付」、「連係」、「接続」、「固定」などの用語を、広義的に理解すべきである。例えば、固定接続でもよいし、取外し可能な接続でもよいし、一体的な接続でもよい。また、直接接続してもよいし、中間物を介して間接的に接続してもよいし、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者は、本出願における上記用語の具体的な意味を、具体的な状況に応じて理解することができる。

本出願に使用される用語「及び／又は」は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在できることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。また、本明細書の文字「／」は一般的に前後関連対象が「又は」の関係であることを示す。

本出願において、「複数」は、２つ以上（２つを含む）のことを意味し、同様に、「複数群」は、２群以上（２群を含む）のことを意味する。

本出願において、電池セルは、リチウムイオン二次電池の電池セル、リチウムイオン一次電池の電池セル、リチウム・硫黄電池の電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池の電池セル、ナトリウムイオン電池の電池セルまたはマグネシウムイオン電池などを含み得、これらに限定されない。電池セルは、円柱状、偏平体状、長方体状またはその他の形状などを呈し、これらに限定されない。電池セルは、パッケージング方式により、一般的に、柱状電池セル、角型電池セル、パウチ電池セルの３種類に分けられ、これらに限定されない。

本出願の実施形態に記載の電池は、より高い電圧および容量を提供するために１つまたは複数の電池セルを含む単一の物理モジュールである。例えば、本出願で言及される電池は、電池モジュールまたは電池バックなどを含み得る。電池は、通常、１つまたは複数の電池セルを封入するための筐体を備える。筐体は、液体や他の異物による電池セルの充放電への影響を防止することができる。

電池セルは、電極ユニットと電解液を含み、電極ユニットは、正極板、負極板、セパレータからなる。電池セルは、主に、正極板と負極板の間の金属イオンの移動によって動作する。正極板は、正極集電体と正極活物質層とを含む。正極活物質層は、正極集電体の表面に塗布される。正極活物質層が塗布されていない集電体は、正極活物質層が塗布された集電体から突出し、正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例にすると、正極集電体の材料は、アルミニウムであり、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、３元リチウムまたはマンガン酸リチウムなどであり得る。負極板は、負極集電体と負極活物質層を含む。負極活物質層は、負極集電体の表面に塗布される。負極活物質層が塗布されていない集電体は、負極活物質層が塗布された集電体から突出し、負極タブとして使用される。負極集電体の材質は、銅であり、負極活物質は、カーボンやシリコン等であり得る。大電流が通過しても溶断しないことを確保するために、複数の正極タブを設け積み重ね、複数の負極タブを設け積み重ねるようにする。セパレータの材料は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）またはＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅポリエチレン）等で有り得る。さらに、電極ユニットは、コイル状構造または積層構造からなるものであってもよく、これらに限定されない。

電池の技術の発展に伴い、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、Ｃレートなどの性能パラメータなどの、多くの設計要素を考慮する必要がある。さらに、電池の安全性も考慮しなければならない。

電池セルに関しては、主な安全上のリスクは、充電および放電の過程で発生し、適切な環境温度の設計も必要である。不要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、通常、少なくとも三重の保護措置が講じられる。具体的には、保護措置は、少なくともスイッチ素子、適切なセパレータ材料の選択、および圧力逃がし機構を含む。スイッチ素子は、電池セル内の温度または抵抗が一定の閾値に達したときに電池の充電または放電を停止できる素子を指す。セパレータは、正極板と負極板とを隔離するためのものであり、温度が一定の値までに上昇すると、それに形成されたミクロン級（またはナノ級）の微細孔を自動的に溶解し、金属イオンがセパレータを通過しないようにすることにより、電池セルの内部反応を終了させるように構成される。

圧力逃がし機構は、電池セルの内部圧力又は温度が予め設定された閾値に達したとき作動して内部の圧力又は熱を逃がす素子又は部材を指す。閾値は、必要に応じて設定することができる。閾値は、電池セルの正極板、負極板、電解液およびセパレータの素材のうちの少なくとも１つによって決定されるものである。圧力逃がし機構は、防爆弁、空気弁、圧力逃がし弁または安全弁などであってもよい。さらに、圧力感応素子または温度感応素子、或いは圧力感応構造または温度感応構造を採用することができる。すなわち、電池セルの内部圧力または温度が予め設定された閾値に達すると、圧力逃がし機構が作動するか、または圧力逃がし機構に設けられた脆弱構造を破壊することにより、内部の圧力又は熱を逃がすための開口または通路を形成するように構成される。

本出願で言及される「作動」とは、電池セルの内部圧力および熱を逃がすように、特定の状態になると、圧力逃がし機構が動作するか、またはアクティブにされることを指す。圧力逃がし機構の動作は、圧力逃がし機構の少なくとも一部の破裂、破砕、破れ、開放などを含むが、これらに限定されない。圧力逃がし機構が作動すると、電池セル内の高温高圧物質が排出物として作動する部位から排出される。したがって、圧力または温度を制御可能な範囲内で、電池セルの圧力および熱を逃がすことができ、潜在的なより深刻な事故の発生を回避することができる。

本出願で言及される電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分解された正極板、セパレータの屑、反応で生成された高温高圧の気体（例えば、ＣＨ₄、ＣＯなどの可燃焼ガス）、炎等を含むが、これらに限定されない。

電池セルの圧力逃がし機構は、電池の安全性に対して重要なものである。例えば、過熱、短絡、過充電、衝突などが発生する場合、短時間で電池セル内に大量のガスが生じ、電池セルの内部温度が急激に上昇することがあり、最終的に、電池セルの爆発と発火が発生してしまうおそれがある。この現象は、電池セルの熱暴走と呼ばれる。この場合、圧力逃がし機構の作動により内圧と熱を逃がすことで、電池セルの爆発、発火を防ぐことができる。

発明者らは、電池セルの圧力逃がし機構が作動すると、排出される排出物が筐体の内部に積み重なり、電池の燃焼、ひいては爆発が発生するおそれがあることを発見した。排出物を大気中に排出しても、電池セルの熱暴走により生成される排出物の温度および濃度が比較的高い。排出物が酸素富化空気と接触すると、発火、ひいては爆発しやすく、重大な安全リスクが存在する。

本出願は、この問題を鑑みてなされたものであり、筐体壁の内部空間を利用して消火剤を収容する技術を提供する。電池セルの熱暴走が発生するとき、消火剤で筐体の内部空間へ消火媒体を放出させ、消火媒体で排出物の濃度を希釈し、可燃焼ガスの濃度を下げるので、消火、または可燃焼ガスの燃焼を阻止することができ、電池の安全性を高めることができる。なお、筐体壁の内部空間は、中空構造の筐体壁の中空部分であると理解され得る。筐体の内部空間は、複数の筐体壁で形成される電池セルを収容する空間である。

本出願の実施形態に記載の技術案は、例えば、携帯電話、便携式設備、ノートパソコン、電動車、電動玩具、電動工具、電気自動車、船、および飛行機、ロケット、スペースシャトルおよび宇宙船などを含む航空機などの、各種の電池を利用する設備に適用できる。

なお、本出願の実施形態に記載の技術案は、上記設備だけではなく、電池を利用する全ての設備に適用できる。説明を簡潔にするために、以下の実施形態は、いずれも電気自動車を例として説明する。

図１は、本出願の一実施形態による車両１の構成模式図を示す。車両１には、ガソリン自動車、天然ガス自動車または新エネルギー自動車が含まれ、新エネルギー自動車には、電気自動車、ハイブリッド車またはレンジエクステンダー式電気自動車などが含まれる。車両１の内部には、電池３０が配置されている。例えば、電池３０は、車両１の底部、前部または後部に設置されることが可能である。電池３０は、車両１に給電するためのものであり、例えば、動作電源として車両１の電気回路システムに適用することができる。例えば、車両１の始動、ナビゲートおよび走行時の動作の電源として使用することができる。本出願の他の実施形態では、電池３０は、車両１の動作電源として使用可能だけでなく、ガソリンや天然ガスの代わりに車両１に駆動電力を提供するための車両１の駆動電源としても使用することができる。

車両１の内部には、さらにモータ１０および制御器２０が含まれてもよい。制御器２０は、モータ１０に給電するように電池３０を制御するためのものであり、例えば、車両１の始動、ナビゲートおよび走行時に必要な電力を供給するように、電池３０を制御する。

電力の要求に応じて、電池３０は、直列、並列または直並列される複数の電池セル３２を含み得る。直並列は、直列および並列を組み合わせてなるものである。電池３０は、電池バックとも称される。いくつかの実施形態において、複数の電池セル３２直列、並列または直並列に接続して電池モジュールを形成し、さらに、複数の電池モジュールを直列、並列または直並列に接続することによって、電池３０を作製する。つまり、複数の電池セル３２を接続して電池３０を作製してもよく、取り敢えず電池モジュールを形成し、電池モジュールの組み合わせにより電池３０を作製してもよい。

図２は、本出願の一実施形態による電池３０の構成模式図を示す。図２に示すように、電池３０は、複数の電池セル３２と、内部が中空である筐体３１とを備える。筐体３１は、第１室３１１を囲む複数の筐体壁３１０を備え、複数の電池セル３２が第１室３１１内に収容される。

電力の要求に応じて、任意の数の電池セル３２を設置することができる。より大きな容量やパワーを得るために、複数の電池セル３２は、直列、並列または直並列で接続されてもよい。電池３０が含む電池セル３２の数が多いので、装着を容易にするために、電池セル３２を電池セル群に分け、各群の電池セル３２を組み合わせて電池モジュールを形成するようにする。電池モジュールに含まれる電池セル３２の数は、必要に応じて設定すればよく、ここで限定されない。電池３０は、複数の電池モジュールを含み得、これらの電池モジュールが直列、並列または直並列で接続されることが可能である。

電池セル３２は、１つまたは複数の電極ユニット（図には示されていない）、ハウジングおよびカバープレートを備える。ハウジングおよびカバープレートにより、ケースまたは電池ボックスが形成される。ハウジングの壁およびカバープレートの壁は、いずれも電池セル３２の壁体と称される。ハウジングの形状は、１つまたは複数の電極ユニットが組み合わせられてなる形状により定められる。例えば、ハウジングは、１つまたは複数の電極ユニットをハウジング内に配置できるように少なくとも一面が開口される、中空の長方体、立方体または円柱体に形成されてもよい。例えば、ハウジングが中空の長方体または立方体に形成される場合、ハウジングの１つの平面が開口面となり、つまり、該平面の部分において壁体が実際に存在しなく、ハウジングの内外が連通する状態にある。ハウジングが中空の円柱体に形成される場合、ハウジングの端面が開口面となり、つまり、該端面で壁体が実際に存在しなく、ハウジングの内外が連通する状態にある。カバー体が開口を覆ってハウジングと接続され、電極ユニットを収容するための密封の室が形成される。ハウジング内には、例えば電解液のような電解質が充填されている。

該電池セル３２は、さらに、カバープレートに設けられる２つの電極端子３２２を含み得る。カバープレートは、通常、平板状に形成され、２つの電極端子３２２がカバープレートの平板面に固定される。２つの電極端子３２２は、それぞれ正極端子と負極端子である。電極端子３２２ごとに、電極ユニットと電極端子３２２との電気接続を実現するための、集電部材とも呼ばれる１つの接続部材（図に示されていない）が設置される。

電極ユニットは、正極タブおよび負極タブを備える場合、１つの集電部材が正極タブおよび正極端子と接続され、もう１つの集電部材が負極タブおよび負極端子と接続される。

電池セル３２には、第１の圧力逃がし機構３２１が設置される。第１の圧力逃がし機構３２１は、電池セル３２の内部圧力が第１閾値に達し、または電池セル３２の温度が第２閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすためのものである。電池セル３２の内部温度が上昇すると、電池セル３２の内部圧力が増大する。第１の圧力逃がし機構３２１が作動するとき、電池セル３２の内部圧力が解放され、または、高圧高温の排出物の排出に伴い、電池セル３２の内部温度が下降する。

第１の圧力逃がし機構３２１は、各種の圧力逃がし機構を利用可能であり、本出願の実施形態では限定されない。例えば、第１の圧力逃がし機構３２１は、第１の圧力逃がし機構３２１が設置された電池セル３２の内部圧力が第１閾値に達するとき破裂する感圧圧力逃がし機構であり、および/または、第１の圧力逃がし機構３２１が設置された電池セル３２の内部温度が第２閾値に達するとき溶融する感温圧力逃がし機構である。

図３は、本出願の一実施形態による筐体３１の構成模式図を示す。図２および図３に示すように、筐体３１は、複数の筐体壁３１０を備え、複数の筐体壁３１０が第１室３１１を囲むように形成され、複数の電池セル３２が第１室３１１内に収容される。少なくとも１つの筐体壁３１０の内部には、第２室３１０１が形成され、消火剤が第２室３１０１内に収容される。第１室３１１および第２室３１０１は、電池セル３２の熱暴走が発生するとき連通可能になり、消火剤で第１室３１１内へ消火媒体を放出するように構成される。なお、電池セル３２の熱暴走が発生する前に、第１室３１１と第２室３１０１が連通してもよく、連通しなくてもよい。実際の状況に応じて設定すればよい。

本出願の実施形態の筐体３１は、第１室３１１で電池セル３２を収容できるとともに、第２室３１０１で消火剤を収容できる。消火剤が筐体壁３１０の内部に充填されているので、空間を節約することができる。電池セル３２の熱暴走が発生するとき、第２室３１０１と第１室３１１とが連通し、消火剤で第１室３１１内へ消火媒体を放出させ、消火媒体で消火させ、または電池セル３２の熱暴走によって生成された排出物における可燃焼ガスの濃度を希釈させることで、電池３０の安全性を保証することができる。

本出願の実施形態の消火媒体は、液体または気体のように流体である。

本出願の実施形態の消火剤は、気体のもの、または、気体の消火媒体を生成できる液体または固体のものである。消火剤が気体消火剤である場合、消火媒体が消火剤そのものであり、例えば消火剤は、気体のＣＯ₂（Ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ、二酸化炭素）、ＳＦ₆（Ｓｕｌｆｕｒ ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ、六フッ化硫黄）またはＮ₂（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ、窒素ガス）である。消火剤が液体の消火剤である場合、消火媒体は、液体の消火剤が相変化または化学反応してなる気体の消火媒体である。液体の消火剤が低融点の液体であり、例えば、液体のパーフルオロヘキサノン、ヘキサフルオロプロパンまたはヘプタフルオロプロパンである。消火剤が固体の消火剤である場合、消火媒体は、消火剤が相変化してなる気体のものである。例えば、消火剤がドライアイスであってもよい。ドライアイスが気化する場合、温度低下および消火の作用を果たす。消火媒体は、消火剤が化学反応してなる気体のものであり得る。例えば、消火剤がエアゾール系固体（例えば、硝酸カリウム、硝酸ナトリウムなど）であってもよい。エアゾール系固体が化学反応するとき、大量な不活性気体が生成され、この場合、酸素を消費し、電池セル３２から排出される可燃焼ガスの濃度を希釈することができる。

該電池３０は、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）をさらに含む。電池管理システムは、電動自動車の動力電池システムの重要な構成であり、電池３０のリアルタイム状態のパラメータを検出、収集および計算することができるとともに、測定値と許容値との比較により、給電回路のオンオフを制御することができる。

該電池３０は、熱暴走感知素子をさらに含む。熱暴走感知素子は、スモークセンサ、温度センサ、光センサ、圧力センサのうちの少なくとも１つを含み、電池セル３２の熱暴走信号を取得し、電池管理システムに送信する。電池管理システムは、命令信号を出力し、対応する制御素子の動作を制御する。

いくつかの実施形態において、図３に示すように、複数の筐体壁３１０は、頂壁３１０ｄ、側壁３１０ａおよび底壁３１０ｂを含み、頂壁３１０ｄと底壁３１０ｂとが対向に設置され、側壁３１０ａが底壁３１０ｂの周りに設置されている。頂壁３１０ｄ、側壁３１０ａおよび底壁３１０ｂで第１室３１１が形成され、頂壁３１０ｄ、側壁３１０ａおよび底壁３１０ｂの少なくとも１つの内部に第２室３１０１が形成されている。

なお、筐体壁３１０のそれぞれに、１つの第２室３１０１が形成されてもよく、異なる位置へ消火媒体を放出するように、複数の第２室３１０１が形成されてもよい。

電池セル３２の組立を容易にするため、頂壁３１０ｄを蓋体とし、側壁３１０ａと底壁３１０ｂで構成されたものを筐体本体とする。筐体本体は、電池セル３２を入れるための開口を有する。蓋体が該開口を覆って筐体本体とともに電池セル３２を封入するための第１室３１１が形成される。

側壁３１０ａは、１つまたは複数設けることが可能である。側壁３１０ａが１つ設けられる場合、例えば、筐体３１が円柱状構造になる。この場合、側壁３１０ａが円筒状のものである。側壁３１０ａが複数設けられる場合、例えば、筐体３１が長方体構造になる。複数の側壁３１０ａが、接続の確実性を保証するように、一体成形されてなるものであってもよく、一体に溶着されてなるものであってもよい。側壁３１０ａと底壁３１０ｂの接続方式は、一体成形であってもよいし、側壁３１０ａと底壁３１０ｂの溶着であってもよいし、側壁３１０ａと底壁３１０ｂとのボルトのような接続部品での接続であってもよい。

いくつかの実施形態において、図３に示すように、複数の筐体壁３１０は、梁３１０ｃをさらに含む。梁３１０ｃが、対向する２つの側壁３１０ａの間に設置され、第１室３１１を複数の空間に区画するものである。複数の電池セル３２が複数の空間内に配置される。梁３１０ｃの高さは、側壁３１０ａの高さと一致するように設定されてもよく、側壁３１０ａの高さよりも低く設定されてもよい。梁３１０ｃは、筐体３１の全体の強度を保証するように、側壁３１０ａおよび/または底壁３１０ｂに接続されてもよい。梁３１０ｃと側壁３１０ａおよび/または底壁３１０ｂとの接続方式は、一体成形、溶着または締結部品（例えばボルト）による接続であってもよい。梁３１０ｃに、消火剤を収容する第２室３１０１が設けられてもよい。これによって、消火剤の収容箇所を増加し、多箇所から消火媒体を放出することが可能になり、消火効率を向上させることができる。

図４は、本出願の一実施形態による筐体３１の断面図を示し、図５は、本出願の他の実施形態による筐体３１の断面図を示す。筐体３１に複数の第２室３１０１が設けられる場合、複数の第２室３１０１が個別に設けられてもよいし（図４に示す）、互いに連通してもよく（図５に示す）、実際の状況に応じて選択すればよい。

図６は、本出願の一実施形態による排出口３１０２の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図６に示すように、第１室３１１は、排出口３１０２を備える。消火媒体と電池セル３２の熱暴走により生成された排出物とが第１室３１１内で混合されて混合物となり、混合物が排出口３１０２から筐体３１の外側へ排出される。排出口３１０２が側壁３１０ａ（図６に示す）に開設されてもよく、頂壁３１０ｄに開設されてもよい。排出口３１０２の設置により、第１室３１１内の混合物の排出を容易にし、第１室３１１の圧力を逃がし、電池３０の安全性を保証することができる。

なお、排出口３１０２は、１つ設けられてもよいし、複数設けられても良く、実際の状況に応じて設定すればよい。

いくつかの実施形態において、排出口３１０２は、第２室３１０１と干渉しないように、１つ設けられる。排出口３１０２は、第１室３１１内の混合物の排放のため、例えば、頂壁３１０ｄに形成されるように、任意の筐体壁３１０に設けられても良い。

図７は、本出願の一実施形態による第２の圧力逃がし機構３１２の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図７に示すように、筐体３１は、さらに第２の圧力逃がし機構３１２を備える。第２の圧力逃がし機構３１２は、排出口３１０２に設置され、第１室３１１内の圧力が第４閾値に達するとき、または第１室３１１内の温度が第５閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすように構成される。排出口３１０２に設置される第２の圧力逃がし機構３１２によって、第１室３１１内の圧力または温度を管理することができる。第１室３１１内の圧力または温度が第２の圧力逃がし機構３１２の作動条件を満たしていないとき、第２の圧力逃がし機構３１２により排出口３１０２が封止され、消火媒体が第１室３１１内で電池セル３２の熱暴走により生成した排出物と混合されるので、可燃焼ガスの濃度を希釈し、消火の作用を果たすことができる。第１室３１１内の圧力または温度が第２の圧力逃がし機構３１２の作動条件を満たすとき、第２の圧力逃がし機構３１２が作動し、圧力を逃がして、筐体３１の安全性を保証することができる。

図８は、本出願の一実施形態による筐体壁３１０の注入口３１０３の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図８に示すように、筐体壁３１０には、第２室３１０１と連通する、第２室３１０１内へ消火剤を注入するための注入口３１０３が設けられている。注入口３１０３の設置により、第２室３１０１内へ消火剤を注入することができ、操作が便利である。

注入操作を容易にするため、図８に示すように、注入口３１０３が、側壁３１０ａに設けられても良い。これによって、消火剤を注入する場合、筐体３１をワークステージに配置し、側壁３１０ａの注入口３１０３から第２室３１０１に消火剤を注入すればよい。

いくつかの実施形態において、図８に示すように、注入口３１０３は、筐体壁３１０の第１室３１１から離れる側に設けられる。筐体壁３１０の第１室３１１から離れる側に注入口３１０３が設けられることによって、第１室３１１の外部からの消火剤の注入が容易になる。これによって、第１室３１１内の部品との干渉が発生せず、例えば、電池セル３２と筐体３１との組立が完了したあと、消火剤の注入操作を実施することができる。その他の実施形態において、注入口３１０３が、筐体壁３１０の第１室３１１に向かう側に設けられても良い。

消火剤によっては、注入口３１０３は、プラグ、弁などの部品で塞がれてもよい。

その他のいくつかの実施形態において、筐体３１内に梁３１０ｃが設置され、梁３１０ｃ内に第２室３１０１が形成され、梁３１０ｃの注入口３１０３が第１室３１１内に位置する。

図９は、本出願の一実施形態による注入弁３１３と筐体壁３１０の装着模式図を示す。いくつかの実施形態において、図９に示すように、筐体３１は、注入口３１０３に設置される注入弁３１３を含む。消火剤の逆流を防ぐために、注入弁３１３として逆止弁が設けられる。注入弁３１３により、消火剤の一方向の注入が許容され、消火剤の注入を容易にするとともに、消火剤の第２室３１０１からの漏れを防ぐことができる。例えば、注入口３１０３が側壁３１０ａの第１室３１１から離れる側に設けられる場合、図３に示すように、注入弁３１３が第１室３１１の外部に設置される。

いくつかの実施形態において、第１室３１１と第２室３１０１と連通していないとき、第２室３１０１の内部圧力が第１室３１１の内部圧力よりも大きい。第１室３１１と第２室３１０１とが連通するとき、第２室３１０１の内部圧力が第１室３１１の内部圧力よりも大きいので、消火媒体が素早く第１室３１１内に入ることができ、反応速度が早く、迅速な消火を実現することができる。

いくつかの実施形態において、消火剤が加圧されて第２室３１０１内に封入される。第１室３１１と第２室３１０１とが連通する前は、第２室３１０１の内部圧力が常に第１室３１１の内部圧力よりも大きい。例えば、気体消火剤、液体消火剤が加圧されて第２室３１０１内に封入される。消火剤が加圧されると、気体、液体または固体になる。例えば、二酸化炭素は、気体のものであってもよいし、液体のものであってもよいし、固体（ドライアイス）のものであってもよい。第１室３１１と第２室３１０１とが連通する際に、消火剤により、第１室３１１内へ気体の消火媒体が放出される。気体の消火媒体は、比較的よい流動性を有するので、電池セル３２の熱暴走で排出される排出物における可燃焼ガスの濃度を希釈でき、迅速な消火を実現することができる。

第２室３１０１内の圧力が第１室３１１内の圧力よりも大きいことを検出するために、第２室３１０１内に、第２室３１０１内の圧力を監視する圧力センサが設置される。また、注入弁３１３または第２室３１０１の外側に、第２室３１０１の内部圧力を検出する圧力計が設置される。例えば、第２室３１０１内に圧力センサを設置し、圧力センサと電池管理システムとを接続することで、圧力の監視および警報を実現する。また、注入口３１０３に圧力計を設置し、例えば、圧力計を注入弁３１３に取り付けることが可能である。また、第２室３１０１の外側に改めて開口され、圧力計を取り付けることも可能である。

いくつかの実施形態において、消火剤は、加圧され相変化可能な消火剤であり、例えばＣＯ₂、ＳＦ₆、Ｎ₂などが加圧されると、相変化して液体になる。第１室３１１と第２室３１０１とが連通したあと、第２室３１０１の内部圧力が下降し、該消火剤が相変化して気体になり、第１室３１１へ低温の気体の消火媒体を放出するようになる。相変化の過程において筐体壁３１０が第１室３１１内の熱を吸収することができる。低温の気体の消火媒体は、第１室３１１内に入ると、第１室３１１内の高温気体と混合されるので、第１室３１１の温度を下げることができる。

その他のいくつかの実施形態において、消火剤、例えばエアゾール系固体の消火剤は、常圧で第２室３１０１内に封入される。電池セル３２の熱暴走が発生し、第１室３１１と第２室３１０１とが連通するまえに、消火剤がトリガー部の作用でアクティブにされ気体の消火媒体を生成し、第２室３１０１の内部圧力を増加させる。これによって、第２室３１０１の内部圧力を、第１室３１１と第２室３１０１とが連通していないとき、第１室３１１の内部圧力よりも大きくする。

図１０は、本出願の一実施形態による筐体壁３１０の連通口３１０４の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図１０に示すように、筐体壁３１０には、第１室３１１と第２室３１０１を連通させる連通口３１０４が設置される。連通口３１０４で第１室３１１と第２室３１０１を連通させることにより、消火媒体の第１室３１１への進入が容易になる。

なお、連通口３１０４は、筐体壁３１０（側壁３１０ａ、底壁３１０ｂ、頂壁３１０ｄ）の第１室３１１に対向する面に設けられても良く、または梁３１０ｃの第１室３１１内にある表面に設けられても良い。

筐体壁３１０の連通口３１０４が封止されていないとき、第２室３１０１がずっと第１室３１１と連通するので、消火効果を保証するために、第２室３１０１内の消火剤としてエアゾール系固体の消火剤を利用する。消火剤としてエアゾール系固体の消火剤を使用する場合、トリガー部、熱暴走感知素子、電池管理システムも使わなければならない。トリガー部は、固体の消火剤をアクティブにし、化学反応させて不活性気体を生成するためのものである。熱暴走感知素子は、第１室３１１内の温度または圧力を感知し、対応する信号を生成するものである。電池管理システムは、熱暴走感知素子およびトリガー部と電気接続され、熱暴走感知素子からの信号に応じて作動するものである。これによって、電池管理システムは、信号が対応する閾値を超えつまり電池セル３２の熱暴走が発生する場合、トリガー部を制御して固体の消火剤をアクティブにして不活性気体をすることができる。信号が対応する閾値を超えることは、第１室３１１内の温度が閾値を超えること、および第１室３１１の内部圧力が閾値を超えることを含む。

なお、１つの第２室３１０１には、１つまたは複数の連通口３１０４が設けられることが可能である。

いくつかの実施形態において、第２室３１０１が封止され、第２室３１０１内に収容された消火剤が液体の消火剤である場合、連通口３１０４の設置高さが液体の消火剤の第２室３１０１内の液面の高さよりも低く設けられる。これによって、第２室３１０１と第１室３１１とが連通すると、液体の消火剤が連通口３１０４を介して素早く流出することができる。

図１１は、本出願の一実施形態による電動弁３１４と筐体壁３１０の装着模式図を示す。本出願のいくつかの実施形態において、図１１に示すように、筐体３１は、筐体壁３１０に装着され、連通口３１０４を封止し、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、第１室３１１と第２室３１０１を連通させるようにオンになる電動弁３１４をさらに含む。

電動弁３１４で連通口３１０４を封止する場合、消火剤が加圧されて第２室３１０１内に封入されてもよく、常圧で第２室３１０１内に封入されてもよい。電動弁３１４は、消火剤の第２室３１０１からの漏れを防ぐことができる。電動弁３１４で連通口３１０４を封止する場合、消火剤として、気体の消火剤、液体の消火剤および固体の消火剤のいずれかを利用してもよい。消火剤が加圧されて封入することは、大気圧（または常圧）よりも高い圧力での封入と理解される。

電動弁３１４の制御方式を考慮し、電動弁３１４を使用する場合、電池管理システムを使わなければならない。電池セル３２の熱暴走が発生する場合、第１室３１１と第２室３１０１とを連通させ、第１室３１１内へ消火媒体を放出するように、電池管理システムにより電動弁３１４をオンに制御する。電動弁３１４で連通口３１０４の開閉を制御することで、消火媒体の放出を正確に制御することができる。

いくつかの実施形態において、電動弁３１４は、２方向電動弁であり、注入弁としても利用され得る。つまり、電池セル３２の熱暴走が発生するとき電動弁３１４をオンにして消火剤を放出することができるとともに、電動弁３１４により第２室３１０１内へ消火剤を注入することができる。これによって、コストを削減することができる。

図１２は、本出願の一実施形態による脆弱部材３１０５の装着模式図を示す。いくつかの実施形態において、図１２に示すように、筐体３１は、連通口３１０４を封止し、第２室３１０１の内部圧力が第３閾値に達するとき破壊される脆弱部材３１０５をさらに含む。脆弱部材３１０５で連通口３１０４を封止し、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、第２室３１０１の内部圧力が第３閾値までに達し、脆弱部材３１０５を破壊するので、消火媒体が連通口３１０４を介して迅速に放出され、快速な消火を実現することができる。

脆弱部材３１０５と連通口３１０４との配置関係は、脆弱部材３１０５の全体が連通口３１０４内に位置し、脆弱部材３１０５が連通口３１０４の内壁と接続されるようになってもよいし、脆弱部材３１０５の全体が連通口３１０４の外側に位置し、脆弱部材３１０５が筐体壁３１０の外面と接続され、または接続部品で連通口３１０４の内壁と接続されるようになってもよい。

いくつかの実施形態において、脆弱部材３１０５が薄片からなり、これによって、構成が簡単になり、破壊されやすくなる。

図１３は、本出願の一実施形態による脆弱部材３１０５の構成模式図を示す。脆弱部材３１０５が薄片である場合、脆弱部材３１０５の破壊を容易にするため、脆弱部材３１０５の厚さが薄く設定される。図１３に示すように、脆弱部材３１０５に切り込み３１０７が設けられる。初期状態の場合または受ける圧力により切り込み３１０７が破壊されることができない場合、脆弱部材３１０５が連通口３１０４を封止するようになる。受ける圧力が切り込み３１０７を破壊できる程度になり、つまり第２室３１０１の内部圧力が第３閾値までに増大する場合、該切り込み３１０７が破壊される。圧力の増加に伴い、脆弱部材３１０５が切り込み３１０７の延伸方向に沿って裂ける。この場合、脆弱部材３１０５で、閉じられない開口が形成される。

図１４は、図２のＡ部拡大図であり、本出願の一実施形態によるガイド管３１５の模式図を示す。本出願のいくつかの実施形態において、図１４に示すように、筐体３１は、さらに、第１室３１１内に位置するガイド管３１５を含む。ガイド管３１５は、その一端が筐体３１と接続するように構成される。これによって、ガイド管３１５の内部は、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、連通口３１０４を介して第２室３１０１と連通することができる。少なくとも一部のガイド管３１５は、電池セル３２の熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される。ガイド管３１５内部において、第２室３１０１からの消火媒体をガイドする第３室３１５２が形成される。ガイド管３１５が破壊されると、第３室３１５２内の消火媒体がガイド管３１５の破壊箇所から第１室３１１内に進入する。ガイド管３１５は、第１室３１１内の任意の方向に沿って延伸可能であり、ガイド管３１５の延伸経路も比較的大きな範囲を覆うことができるので、数多くの電池セル３２の熱暴走に対応することができる。電池セル３２の熱暴走が発生するとき、すなわち第１の圧力逃がし機構３２１が作動するとき、第１の圧力逃がし機構３２１からの排出物で第１の圧力逃がし機構３２１に対応する部分のガイド管３１５を破壊することができるので、第３室３１５２を流れる消火媒体を第１室３１１内へ放出させ、熱暴走の電池セル３２に対する目標的な消火を実現することができる。

本出願のいくつかの実施形態において、ガイド管３１５の他端部が封止され、つまり封止端である。ガイド管３１５が破壊されると、第３室３１５２内の消火媒体は、破壊部位に集中し、ガイド管３１５から放出される。

本出願の他の実施形態において、ガイド管３１５の他端部が開口され、つまり開口端である。これによって、第３室３１５２と第１室３１１とが連通するので、消火媒体の第１室３１１内での拡散に寄与できる。

図１５は、本出願の一実施形態によるガイド管３１５と筐体３１の装着模式図を示す。図１６は、図３のＢ部拡大図であり、本出願の一実施形態によるガイド管３１５と電動弁３１４の装着模式図を示す。図１７は、本出願の一実施形態によるガイド管３１５と脆弱部材３１０５の装着模式図を示す。なお、ガイド管３１５の一端は、筐体３１の筐体壁３１０と例えば溶着、カシメまたはねじで直接に接続されてもよい。図１５に示すように、ガイド管３１５の一端は、連通口３１０４が開設された筐体壁３１０と接続され、第３室３１５２と連通口３１０４とが連通する。図１６に示すように、ガイド管３１５の一端は、筐体３１に装着され連通口３１０４を封止する電動弁３１４を介して筐体３１と接続される。電池セル３２の熱暴走が発生するとき、電動弁３１４をオンにし、第３室３１５２を連通口３１０４を介して第２室３１０１と連通させる。図１７に示すように、ガイド管３１５の一端は、連通口３１０４が開設される筐体壁３１０に接続され、脆弱部材３１０５で連通口が封止され、ガイド管３１５が連通口３１０４および脆弱部材３１０５の外部を覆うように設けられる。電池セル３２の熱暴走が発生するとき、脆弱部材３１０５が破壊され、第３室３１５２と第２室３１０１とを連通させる。

いくつかの実施形態において、ガイド管３１５の他端部（すなわち封止端）が側壁３１０ａまたは梁３１０ｃと接続される。例えば、ガイド管３１５の封止端は、側壁３１０ａまたは梁３１０ｃに架け、または当接するように設けられてもよく、サポートを介して側壁３１０ａまたは梁３１０ｃに接続されてもよい。また、側壁３１０ａまたは梁３１０ｃにガイド管３１５に対応する孔（図に示されていない）が開設され、ガイド管３１５の封止端を該孔に挿入するように構成されてもよい。本出願の実施形態は、これらに限定されない。

図１８は、本出願の他の実施形態によるガイド管３１５と筐体３１の装着模式図を示す。その他のいくつかの実施形態において、図１８に示すように、筐体３１は、さらに、第１室３１１内に位置し、両端が第２室３１０１とそれぞれ連通するガイド管３１５を含む。例えば、ガイド管３１５の両端は、２つの連通口３１０４を介して第２室３１０１と連通するように構成される。また、例えば、ガイド管３１５の両端が対向する２つの筐体壁３１０の連通口３１０４と連通し、すなわち２つ筐体壁３１０がガイド管３１５を共有するように設けられてもよい。また、例えば、ガイド管３１５の両端が１つの筐体壁３１０の２つの連通口３１０４と連通するように設けられても良い。さらに、ガイド管３１５の両端が１つの連通口３１０４を介して第２室３１０１と連通するように設けられても良い。つまり、ガイド管３１５の一端が連通口３１０４と連通したあと、第１室３１１内でガイド管３１５の中間部分を折り曲げて、ガイド管３１５の他端部が該連通口３１０４と連通するまで延伸するように設けられても良い。例えば、ガイド管３１５の両端により８字状のものを構成するようになる。少なくとも一部のガイド管３１５は、電池セル３２の熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される。ガイド管３１５の両端がそれぞれ第２室３１０１と連通するようにすると、第２室３１０１の出口が増加され、ガイド管３１５が電池セル３２の熱暴走により生成された排出物で破壊されると、より多くの消火媒体が第１室３１１に進入でき、快速な消火を実現することができる。また、ガイド管３１５の両端がそれぞれ第２室３１０１と連通するので、消火剤が充填されたガイド管３１５が破壊される場合、快速な消火を実現することができる。

図１９は、本出願の一実施形態による電池３０の平面図（蓋体を示していない）を示す。確実に消火するために、図１９に示すように、少なくとも一部のガイド管３１５は、電池セル３２の第１の圧力逃がし機構３２１と対向するように設置され、つまり、ガイド管３１５の第１室３１１内の経路は、第１の圧力逃がし機構３２１を渡るように構成される。このようにすると、第１の圧力逃がし機構３２１は、電池セル３２の熱暴走が発生するとき作動し、電池セル３２内からの排出物がガイド管３１５へ排出され、排出物の破壊力で第１の圧力逃がし機構３２１と対応するガイド管３１５の部分が破壊される。これによって、ガイド管３１５の内部と第１室３１１を連通させ、第２室３１０１からの消火媒体がガイド管３１５の破壊部位を介して第１室３１１に進入でき、消火媒体で第１の圧力逃がし機構３２１に対して目標的に消火することができる。

図２０は、図１９のＣ-Ｃ方向の断面図であり、本出願の一実施形態によるガイド管３１５と電池セル３２の配置模式図を示す。ガイド管３１５と電池セル３２の配置は、電池セル３２の第１の圧力逃がし機構３２１の位置により定められる。例えば、図１９および図２０に示すように、電池セル３２が底壁３１０ｂに配置され、第１の圧力逃がし機構３２１が電池セル３２の頂部に位置する場合、ガイド管３１５が電池セル３２の上方に位置し、ガイド管３１５と電池セル３２との間に一定の距離をあけるように構成される。これによって、ガイド管３１５が破壊されたあとの、消火媒体の迅速な第１の圧力逃がし機構３２１への噴出を保証できる。ガイド管３１５と第１の圧力逃がし機構３２１との距離が近すぎることで消火媒体の拡散に影響し、消火効果に影響することを回避することができる。

図２１は、本出願の一実施形態による脆弱部３１５１の模式図を示し、図２２は、本出願の他の実施形態による脆弱部３１５１の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図２１および図２２に示すように、ガイド管３１５は、第１の圧力逃がし機構３２１に対向するように設置される脆弱部３１５１を含み、脆弱部３１５１が電池セル３２の熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される。

脆弱部３１５１が破壊されやすいので、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、第１の圧力逃がし機構３２１からの排出物で迅速にガイド管３１５を破壊することができ、消火媒体が第１の圧力逃がし機構３２１へ迅速に噴出することができる。

いくつかの実施形態において、図２１に示すように、脆弱部３１５１は、ガイド管３１５の他の部分の肉厚よりも薄い薄肉厚の部分で構成される。脆弱部３１５１は、ガイド管３１５内の圧力が脆弱部３１５１の破壊閾値に達するとき消火媒体により破壊されるものである。電池セル３２の熱暴走が発生し、且つ第２室３１０１の内部圧力が第１室３１１の内部圧力よりも大きい場合、高圧の消火媒体がガイド管３１５の脆弱部３１５１を通過するとき脆弱部３１５１を破壊し、第１室３１１と第２室３１０１とが連通するようになるので、高圧の消火媒体が第１の圧力逃がし機構３２１に迅速に噴出し、目標的に消火することができる。

また、図２２に示すように、脆弱部３１５１は、貫通孔で構成される。これによって、電池セル３２からの排出物が該脆弱部３１５１に当てるとき、ガイド管３１５が破壊されやすくなる。

いくつかの実施形態において、ガイド管３１５は、第１の圧力逃がし機構３２１に対向するように設置される熱溶融部を含む。熱溶融部は、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、溶融され、または排出物により破壊されるように構成される。熱溶融部の融点が低いため、電池セル３２の熱暴走が発生するとき、第１の圧力逃がし機構３２１からの排出物が熱溶融部に排出され、熱溶融部を破壊することができる。ここで、排出物により熱溶融部を破壊することは、熱溶融部が排出物により溶融されること、熱溶融部が排出物により割れることを含む。熱溶融部は、例えば、アルミニウム箔、スズ箔などのような低融点の金属フィルムで構成されてもよく、例えばＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ポリ塩化ビニル）などのようなプラスチックで構成されてもよい。熱溶融部の設置により、熱溶融部が破壊されたあと、消火媒体が第１の圧力逃がし機構３２１に対して目標的に消火可能であるので、消火効率を向上させる。

いくつかの実施形態において、ガイド管３１５は、少なくとも一部が熱溶融部で構成されてもよく、第１の圧力逃がし機構３２１と対応する部分が熱溶融部で構成されてもよく、全体が熱溶融部で構成されてもよい。実際の状況に応じて、異なる構成のガイド管３１５を選ぶことができる。

図２３は、本出願の一実施形態による熱溶融部材３１６と筐体３１の装着模式図を示す。いくつかの実施形態において、図２３に示すように、筐体３１は、連通口３１０４を封止し、筐体壁３１０の融点よりも低い熱溶融部材３１６をさらに含む。熱溶融部材３１６は、筐体壁３１０に固定され、例えば、筐体壁３１０に融着されてもよく、その他の接続部品で筐体壁３１０に固定されてもよい。熱溶融部材３１６は、電池セル３２の熱暴走が発生するとき溶融され、第１室３１１と第２室３１０１と連通させるように構成される。熱溶融部材３１６は、消火剤を止めるように連通口３１０４を封止し、消火剤の第２室３１０１からの漏れを防ぐためのものである。また、熱溶融部材３１６は、第２室３１０１と第１室３１１とが連通していないとき、第２室３１０１の内部圧力が第１室３１１の内部圧力よりも大きい状態を保つことができる。電池セル３２の熱暴走が発生するとき、熱溶融部材３１６の融点が比較的低く容易に溶融され、第１室３１１と第２室３１０１とを連通させることができるので、消火媒体を素早く放出でき、迅速に対応することができる。

熱溶融部材３１６と連通口３１０４の配置関係は、熱溶融部材３１６の全体が連通口３１０４内に位置し、熱溶融部材３１６が連通口３１０４の内壁と接続されるようになってもよいし、熱溶融部材３１６の全体が連通口３１０４の外側に位置し、熱溶融部材３１６が筐体壁３１０の外面と接続され、または接続部品で連通口３１０４の内壁と接続されるようになってもよい。

いくつかの実施形態において、熱溶融部材３１６は、溶融可能なフィルムであり、温度が３００℃を超えると、溶融可能なフィルムが溶融され、消火媒体を放出させる。

図２４は、本出願の一実施形態による筐体壁３１０の脆弱領域３１０８の模式図を示す。いくつかの実施形態において、図２４に示すように、筐体壁３１０には、脆弱領域３１０８が設けられ、脆弱領域３１０８は、第２室３１０１内の圧力が第３閾値に達するとき破壊され、第１室３１１と第２室３１０１とを連通させるように構成される。脆弱領域３１０８は、筐体壁３１０の一部に凹溝が形成され、その他の部分に対して該部分を薄くするように構成されてもよい。第２室３１０１内の圧力が第３閾値まで増大するとき、脆弱領域３１０８が破壊され、消火媒体が破壊された脆弱領域３１０８を経由して第１室３１１に進入することができる。筐体壁３１０の異なる部分に脆弱領域３１０８を設けることで、異なる部分の電池セル３２の熱暴走に迅速に対応することができる。

なお、脆弱領域３１０８の面積および長さは、実際の状況に応じて設計できる。また、迅速に対応できるように、複数の電池セル３２に対して脆弱領域３１０８を設けることが可能である。脆弱領域３１０８は、筐体壁３１０の第１室３１１に面する面に設けられ、例えば、脆弱領域３１０８は、該面の第１の圧力逃がし機構３２１に対向する領域であってもよく、または該面の全体であってもよい。

本出願の一実施形態は、前記各実施形態の電池３０を含む電気設備を提供する。いくつかの実施形態において、電気設備は、車両１、船または航空機であってもよい。

以上、本出願の実施形態の筐体３１、電池３０および電気設備を説明した。以下、本出願の実施形態の電池３０の製造方法を説明する。詳しく説明されていない部分について、上記の各実施形態を参照可能である。

図２５は、本出願の一実施形態の電池３０の製造方法の流れ模式図を示す。図２５に示すように、該方法は、以下のステップを含む。

ステップ４１０は、複数の筐体壁３１０を備え、複数の筐体壁３１０が第１室３１１を囲むように構成され、少なくとも１つの筐体壁３１０の内部に第２室３１０１が形成され、第２室３１０１内に消火剤を収容する筐体３１を提供する。

ステップ４２０は、電池セル３２を提供する。

ステップ４３０は、電池セル３２の熱暴走が発生するときに第１室３１１および第２室３１０１が連通して消火剤が第１室３１１内へ消火媒体を放出させるように、電池セル３２を第１室３１１内に収容する。

いくつかの実施形態において、ステップ４１０である「複数の筐体壁３１０を備え、複数の筐体壁３１０で第１室３１１が形成され、少なくとも１つの筐体壁３１０の内部に第２室３１０１が形成され、第２室３１０１内に消火剤を収容する筐体３１を提供する」ステップは、筐体３１を製造するとき、消火剤を第２室３１０１内に収容することと、取り敢えず筐体３１を製造し、電池３０を製造するとき消火剤を筐体壁３１０の第２室３１０１内に収容することを含むと理解される。

最後に要注意なのは、上記各実施形態は、本出願の技術案を説明するためのものにすぎず、それを限定するものではない。上記各実施形態を用いて本出願を詳細に説明したが、当業者であれば、上記各実施形態に記載された技術案を変更し、又はその内の一部或いは全部の技術的特徴に対して均等置換を行うこともできる。これらの変更又は置換は、該当技術案の本質を本出願の各実施形態による技術案の範囲から逸脱させない。

１…車両
１０…モータ
２０…制御器
３０…電池
３１…筐体
３１０…筐体壁
３１０ａ…側壁
３１０ｂ…底壁
３１０ｃ…梁
３１０ｄ…頂壁
３１０１…第２室
３１０２…排出口
３１０３…注入口
３１０４…連通口
３１０５…脆弱部材
３１０７…切り込み
３１０８…脆弱領域
３１１…第１室
３１２…第２の圧力逃がし機構
３１３…注入弁
３１４…電動弁
３１５…ガイド管
３１５１…脆弱部
３１５２…第３室
３１６…熱溶融部材
３２…電池セル
３２１…第１の圧力逃がし機構
３２２…電極端子

Claims (26)

1. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
   複数の筐体壁を備え、
   前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
   前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
   前記筐体壁には、前記第１室と前記第２室を連通させる連通口が設けられている、筐体。
2. 前記第１室と前記第２室とが連通していないとき、前記第２室の内部圧力が前記第１室の内部圧力よりも大きい、請求項１に記載の筐体。
3. 前記筐体は、前記連通口を封止し、前記電池セルの熱暴走が発生するときオンされ、前記第１室と前記第２室とを連通させる電動弁をさらに含む、請求項１に記載の筐体。
4. 前記筐体は、前記連通口を封止し、前記第２室の圧力が第３閾値に達するとき破壊され、前記第１室と前記第２室とを連通させる脆弱部材を含む、請求項１に記載の筐体。
5. 前記筐体は、前記第１室内に位置し、一端が前記筐体と接続され、内部が、前記電池セルの熱暴走が発生するとき前記連通口を介して前記第２室と連通するガイド管をさらに含み、
   前記ガイド管の少なくとも一部は、前記電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載の筐体。
6. 前記ガイド管の他端部が封止される、請求項５に記載の筐体。
7. 前記筐体は、前記第１室内に位置し、両端がそれぞれ前記第２室と連通し、少なくとも一部が前記電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるガイド管をさらに含む、請求項１または２に記載の筐体。
8. 前記電池セルは、第１の圧力逃がし機構を含み、
   前記第１の圧力逃がし機構は、前記電池セルの内部圧力が第１閾値に達し、または前記電池セルの温度が第２閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすものであり、
   前記ガイド管の少なくとも一部が、前記第１の圧力逃がし機構に対向するように設置される、
   請求項５～７のいずれか１項に記載の筐体。
9. 前記ガイド管は、脆弱部を含み、
   前記脆弱部が前記第１の圧力逃がし機構に対向するように設置され、
   前記脆弱部は、前記電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるように構成される、
   請求項８に記載の筐体。
10. 前記ガイド管は、熱溶融部を含み、
    前記熱溶融部が前記第１の圧力逃がし機構に対向するように設置され、
    前記熱溶融部は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき溶融され、または生成された前記排出物で破壊されるように構成される、
    請求項８に記載の筐体。
11. 前記筐体は、前記連通口を封止し、前記電池セルの熱暴走が発生するとき溶融され、前記第１室と前記第２室を連通させる熱溶融部材をさらに含む、請求項１に記載の筐体。
12. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
    複数の筐体壁を備え、
    前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
    前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
    前記筐体壁には、脆弱領域が設けられ、
    前記脆弱領域は、前記第２室内の圧力が第３閾値に達するとき破壊され、前記第１室と前記第２室とを連通させるように構成され、
    前記第１室は、排出口を備え、
    前記消火媒体と前記電池セルの熱暴走により生成された排出物とが、前記第１室内に混合され、前記排出口を介して前記筐体の外側に排出される、
    筐体。
13. 前記消火媒体が気体の消火媒体を含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の筐体。
14. 前記第１室は、排出口を備え、
    前記消火媒体と前記電池セルの熱暴走により生成された排出物とが、前記第１室内に混合され、前記排出口を介して前記筐体の外側に排出される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の筐体。
15. 前記筐体は、前記排出口に設置される第２の圧力逃がし機構をさらに含み、
    前記第２の圧力逃がし機構は、前記第１室内の圧力が第４閾値に達し、または前記第１室内の温度が第５閾値に達するとき、作動して圧力を逃がすように構成される、
    請求項１４に記載の筐体。
16. 前記筐体は、前記第２室内に設置され、前記電池セルの熱暴走が発生するとき、前記消火剤をアクティブにして前記消火媒体を生成するトリガー部をさらに備える、請求項１～１５のいずれか１項に記載の筐体。
17. 前記筐体壁には、前記第２室と連通し、前記第２室内へ前記消火剤を注入するための注入口が設けられる、請求項１～１６のいずれか１項に記載の筐体。
18. 前記注入口は、前記筐体壁の前記第１室から離れる側に位置する、請求項１７に記載の筐体。
19. 前記筐体は、前記注入口に設置される注入弁をさらに含む、請求項１８に記載の筐体。
20. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
    複数の筐体壁を備え、
    前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
    前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
    前記筐体は、前記第１室内に位置し、両端がそれぞれ前記第２室と連通し、少なくとも一部が前記電池セルの熱暴走により生成された排出物で破壊されるガイド管をさらに含む、筐体。
21. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
    複数の筐体壁を備え、
    前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
    前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
    前記第１室は、排出口を備え、
    前記消火媒体と前記電池セルの熱暴走により生成された排出物とが、前記第１室内に混合され、前記排出口を介して前記筐体の外側に排出される、筐体。
22. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
    複数の筐体壁を備え、
    前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
    前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
    前記筐体は、前記第２室内に設置され、前記電池セルの熱暴走が発生するとき、前記消火剤をアクティブにして前記消火媒体を生成するトリガー部をさらに備える、筐体。
23. 電池セルを含む電池に用いられる筐体であって、
    複数の筐体壁を備え、
    前記複数の筐体壁は、電池セルを収容する第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に消火剤を収容する第２室が形成され、
    前記第１室および前記第２室は、前記電池セルの熱暴走が発生するとき連通し、前記消火剤で前記第１室内へ消火媒体を放出させるように構成され、
    前記筐体壁には、前記第２室と連通し、前記第２室内へ前記消火剤を注入するための注入口が設けられ、
    前記注入口は、前記筐体壁の前記第１室から離れる側に位置する、筐体。
24. 電池セルと、請求項１～２３のいずれか１項に記載の筐体と、を含み、前記電池セルが前記第１室内に収容される電池。
25. 請求項２４に前記の電池を含む電気設備。
26. 複数の筐体壁を備え、前記複数の筐体壁が第１室を囲むように構成され、少なくとも１つの前記筐体壁の内部に第２室が形成され、前記第２室内に消火剤を収容する筐体を提供するステップであって、前記筐体壁には前記第１室と前記第２室を連通させる連通口が設けられている、ステップと、
    電池セルを提供するステップと、
    前記電池セルの熱暴走が発生するときに前記第１室および前記第２室が連通して前記消火剤が前記第１室内へ消火媒体を放出させるように、前記電池セルを前記第１室内に収容するステップと、
    を含む、電池の製造方法。
    

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